CAJ | 학술논문

海底地震引起的海啸过程在力学上是一个流一固耦合问题.地震引起的海底变形会影响流体的运动,流体运动会影响地震引起的海底变形.海啸的数值模拟,通常采用浅水波控制方程,把地震引起的海底变形作为海啸波动的边界条件或初始条件,不考虑它们之间的相互作用.本文采用势流体的流-固耦合有限元方法模拟了地震和海啸的全过程.地震过程的模拟与地震位错模型不同,在位错模型中,断层的位错是事先指定的;而在本文中,首先形成自重作用下的初始应力场,然后通过断层材料的突然软化引起的错动,模拟地震震源的动力学过程.模拟结果显示,在海面除了可以看到大振幅的海啸波外,还可以发现体波震相和面波震相.在600 km的海面震中距上,它们要比海啸波早到48分钟,在此处面波的最大平均振幅可达0.55 m,是相同震中距海底面波最大平均振幅的2倍.因此,海啸预警信息在海面可以比在地表更早地得到.海啸波的传播速度在水深3 km的开阔海面是175.8 m/s,它要比理想长波理论预测的大,其平均振幅为2 m,波长可达32 km.到达大陆架后其速度、波长都减小,在岸边可以激起10 m高的巨浪,水平方向深入陆地达53 m.震中附近海面和地震断层上的最大垂直加速度分别为5.9 m/s2和16.3 m/s2,后者是前者的2.8倍.由此看来,海水是很好的减震器.海啸波的加速度到达岸边会衰减10倍.与加速度不同,海面震中处的振动速度为3.2 m/s,是海底震源处的1.4倍.震源处的最大位移小于震中海面的最大位移,其差就是海啸波源的振幅.值得注意的是,海底地震的最大位错在震后23 s达到,不是发生在断层滑动的开始.
해저지진인기적해소과정재역학상시일개류일고우합문제.지진인기적해저변형회영향류체적운동,류체운동회영향지진인기적해저변형.해소적수치모의,통상채용천수파공제방정,파지진인기적해저변형작위해소파동적변계조건혹초시조건,불고필타문지간적상호작용.본문채용세류체적류-고우합유한원방법모의료지진화해소적전과정.지진과정적모의여지진위착모형불동,재위착모형중,단층적위착시사선지정적;이재본문중,수선형성자중작용하적초시응력장,연후통과단층재료적돌연연화인기적착동,모의지진진원적동역학과정.모의결과현시,재해면제료가이간도대진폭적해소파외,환가이발현체파진상화면파진상.재600 km적해면진중거상,타문요비해소파조도48분종,재차처면파적최대평균진폭가체0.55 m,시상동진중거해저면파최대평균진폭적2배.인차,해소예경신식재해면가이비재지표경조지득도.해소파적전파속도재수심3 km적개활해면시175.8 m/s,타요비이상장파이론예측적대,기평균진폭위2 m,파장가체32 km.도체대륙가후기속도、파장도감소,재안변가이격기10 m고적거랑,수평방향심입륙지체53 m.진중부근해면화지진단층상적최대수직가속도분별위5.9 m/s2화16.3 m/s2,후자시전자적2.8배.유차간래,해수시흔호적감진기.해소파적가속도도체안변회쇠감10배.여가속도불동,해면진중처적진동속도위3.2 m/s,시해저진원처적1.4배.진원처적최대위이소우진중해면적최대위이,기차취시해소파원적진폭.치득주의적시,해저지진적최대위착재진후23 s체도,불시발생재단층활동적개시.